故障分析与预知保全-cstc

故障分析與預知保全一、前言二、設備零故障活動展開三、預知保全講師：台灣正新品保本部劉台光日期：2003年03月08日一.前言●作業中因下列現象發生使作業不順暢.灰塵、污垢.彎曲、磨損.振動、搖晃.滲漏、飛散.生銹、損傷.異音、發熱.歪斜、鬆動.偏斜、傾倒.臭味、變色.缺角、缺塊.異常動作●設備保養的目的.認識及了解設備.減少故障、延長壽命.增加公司及個人利益2.1設備故障型態二、設備零故障活動展開機能下降型故障機能停止型故障故障型態定義‧又稱自然劣化，由於設備部份機能停止，雖不影響整體設備機能的運轉，但在設備精度品質上卻會造成產品的不良與速度下降、短暫停機…等損失‧是屬於突發停止的故障又稱強制劣化，由於設備零件完全喪失其應有功能，導致設備不得不停機換修該零件，即稱為機能停止型故障海平面冰山一角(顯現在表面的現象)潛在缺陷(未顯化的故障真因)2.1.1設備故障浴缸曲線係屬設備初期故障階段：合適的保全方式是事後保全與短週期的TBM定期點檢，以找出設備最適保全方式。係屬設備穩定運轉階段：合適的保全方式是依設備零件在製程上的特性，採個別長週期的TBM定期檢查及精度檢查，以維持設備應有機能的運轉。係屬設備延長壽命階段：合適的保全方式是依設備零件故障程度，採TBM精度檢查及CBM設備診斷為主，以延長設備壽命。故障次數※試運轉階段正常運轉階段劣化階段修護更換設備故障精度檢查精密診斷定期檢查定期點檢警戒水準保全水準運轉時間‧運轉、操作‧點檢、加油‧更換、調整‧異常癥兆之發現運轉技術‧點檢、檢查(測定)、診斷、修理、整備‧問題解決(troubleshooting)故障解析保全技術故障的五項重點策略基本條件整備遵守使用條件弱點對策劣化之復元劣化之發現與預知修理方法之設定人員疏失防止遵守使用條件操作錯誤之防止修理錯誤之防止2.2設備故障五項重點對策2.3達成零故障之途徑重點：•清掃點檢出不具合點並改善•發生源對策•微缺陷之發現與改善•基本條件之整備•使用條件之明確化與遵守階段一：故障變異之減少劣化程度時間時間劣化程度零故障“7Step”活動階段Step展開活動目的活動重點(Point)第一階段：故障變異之減少Step0：現狀解析藉設備故障現象.趨勢的彙整統計,以掌握全設備劣化.故障的要素1.過去3-5年故障履歷,趨勢彙整.歸類層別(廠→課→工程→Line→設備)2.選定活動對象設備3.劣化.故障現象之層別(示範設備→系統→組件→零件→部位)4.機械結構分析(加工原理.原則(條件)分析,(設備機能→系統原理→組件機能→零件功能)零故障“7Step”活動階段Step展開活動目的活動重點(Point)第一階段：故障變異之減少Step1：使用條件與現狀差距分析為使設備發揮其應有機能,在現有條件下與應有之姿態相互比較,以掌握弱化的條件1.基本條件與使用條件要素確立•基本條件：清掃.注油.點檢.鎖緊等為保持原來姿態的必要條件•使用條件：為發揮設備機能的製作.組裝.安裝.加工.操作等必要條件2.問題點List：•基本條件：回饋製造現場遵守及復元改善•使用條件：差距項目之復元及問題點List零故障“7Step”活動階段Step展開活動目的活動重點(Point)第一階段：故障變異之減少Step2：使用條件差距之對策使用條件之復元與分析及對策改善,以減少故障之變異1.不符合之使用條件項目須逐項復元改善2.對重點零件進行使用條件應有狀態的分析與對策(w-w、PM分析之應用)3.每一項對策在完成後應評估其改善效果，無效的對策應透過原理原則的加工原理進行PM分析，以找出最佳對策3.改善良好的對策要轉換成MP回饋,回饋至設備計畫.設計.製作等源頭單位4.進行水平橫向(同機種.同功能之設備零件)展開計畫零故障“7Step”活動階段Step展開活動目的活動重點(Point)第一階段：故障變異之減少Step3：制訂使用條件基準設定使設備維持應有機能之點檢整備基準,以減少故障之變異1.依組件別制訂暫行點檢.更換.整備基準書2.基本條件之專業標準(零件.油品劣化判定之管理基準,點檢.鎖緊之技術標準等3.設備組件更換檢查標準及建立操作程序書4.零件整備標準(拆修..組立操作程序書)5.持續進行設備其它故障型態之1~3Step解析及改善6.專業保全定期檢查日程計畫表設定(年.月.週.日)及實施定期保養,並掌握實績與趨勢2.3達成零故障之途徑階段二：延長設備固有壽命劣化程度時間重點：•設計上弱點改善•確保更高的性能•減輕動作應力之對策時間劣化程度零故障“7Step”活動階段Step展開活動目的活動重點(Point)第二階段：壽命的延長Step4：自然劣化對策針對設備之重點零件進行結構原理的分析及改良保全,以防止自然劣化延長零件使用壽命(MTBF極大化)1.依據第3Step制定之保全日程計畫實施TBM,並掌握MTBF較短之零組件實績及趨勢2.進行結構.加工原理.原則的PM分析(理論之應用)及改善對策3.MTBF效果確認4.MP回饋/OPL/水平橫向展開5.持續進行MTBF短之對象對策2.3達成零故障之途徑階段三：探索自然劣化模式，劣化之復元劣化程度時間時間重點：•探索劣化隨時間變化的模式•劣化之物理上的解析•由劣化度測定來掌握劣化與品質關係零故障“7Step”活動階段Step展開活動目的活動重點(Point)第三階段：劣化之復元Step5：評估點檢整備基準(保全效率化)謀求點檢.維修.更換.整備的效率化(MTTR極小化)1.充實事前準備的整備作業2.檢討更換.整備.檢查基準3.建立作業標準書(維修.安裝.整備等作業程序書及作業指導書)4.建立設備家族體系表(設備→系統→組件→零件→功能)5.組件/零件→(簡單化/規格化/模組化)互換性及本土化改良6.保全計畫管理體制建立(工事管理.備品管理.潤滑油管理.圖面及計測.治工具管理.保全情報管理等)2.3達成零故障之途徑階段四：壽命的預測，實施預知保養劣化程度時間重點：•由簡易診斷實施趨勢管理•掌握變化點之精密診斷•貼切之診斷技術之適用與開發•有計畫的復原設備診斷復原時間劣化程度零故障“7Step”活動階段Step展開活動目的活動重點(Point)第四階段：壽命的預知Step6：製程品質保證(M-Q)分析以設備為中心的製程─品質─設備的關連分析,謀求製程品質保證體系的建立1.確立設備在製程上生產製品之加工機能2.製品品質特性/設備機能展開(加工原理)3.確立設備/品質精度管理標準(確立Q-Component管理表)4.設備精度改良及維持管理(含計測器管理)零故障“7Step”活動階段Step展開活動目的活動重點(Point)第四階段：壽命的預知Step7：預知化管理藉診斷技術實施設備精度.趨勢分析,以了解設備運轉狀態(由TBM→CBM管理)1.確立設備重點零件精度檢查對象及檢測部位設定2.確立設備精度轉換特性(診斷特性)3.設備診斷技術(工具.方法.儀器)之導入(含教育訓練)4.實施設備診斷及趨勢管理5.改良保全徹底實施6.保全情報資訊管理之完備(保全計畫管理.設備家族體系.保全資訊(維修.檢查狀態)等)三、預知保養(PDM:PredictMaintenance)•振動頻譜分析•趨勢分析•油品分析•馬達電流分析•磨耗分析經由運轉中的設備,發出的訊息,經過診斷儀器解讀,準確的診斷出設備的健康情形,分析出損壞因子及損壞點,進而採取適當保養維護措施3.1預知保養技術的基本原理劣化參數時間維修維修保養水準警戒水準異常檢查精密診斷(下訂單)維修前確認診斷修復診斷修復診斷×損壞時基式定期保養惡化程度時基式保養(TBM)時間計畫補修點TBM(狀況保養)惡化程故障停修度修理點時間定期檢測點處理決策點CBM3.2預知保全實施流程選訂重點設備確立管控部位量测特性基準設定檢測計劃實施資料記錄判讀資料•A級設備(特殊特性關鍵設備•影響品質/效率/安全之設備•設備結構加工原理原則•物理性的量測參數•部位/基準/工器具/檢測方法•計劃/人力分配•制作檢測作業指導書及教育•作業前、中、后安全確認•實施檢測•記錄表‧管制圖趨勢管理•劣化复元․修護計劃•修正檢查周期不可量測轉換特性可量測3.3預知保養技術所涵蓋設備•軸承(滾動軸承.滑動軸承)•齒輪(齒輪箱)•聯軸器•風車•電動機馬達•泵浦•壓縮機•壓延機•工作母機•液壓系統•往復式設備•其他相關設備3.4預知保養應用技術與說明振動分析油品分析紅外線熱影像分析馬達電流磁通分析超音波診斷3.5.1預知保全壽命預測之檢測法（范例）检测项目检测方法检测目的振动振动仪或加速规轴承之磨耗、滚球损伤之检测马达、回转轴之平行度、不对心量测温度记录器红外线量测端子松驰，异常负载状况温度温度贴纸量测被测物表面之温度状态超音波穿透法、反射法扫描金属内部是否缺陷、裂痕的现象电气电阻、电压、电流以电阻值的变化来监测金属的腐蚀状况化学油箱分析润滑油含杂质、劣化的化学分析3.5預知保養技術----應用工具•非破壞性檢測技術振動分析、紅外線熱影像分析、馬達電流磁通分析、油品分析、超音波診斷、..•長期監測系統趨勢分析、設備警戒值、……•專家分析診斷軟體不對心轉子不平衡軸彎曲軸承缺陷機件鬆動齒輪缺陷電氣問題設計問題共振其他10%不平衡40%不對心50%預知保養技術----振動分析3.6振動分析馬達電流磁通分析根據EPRI(ElectricPowerResearchInstitute)的研究報告指出9%的馬達損壞是因轉子問題所引起38%的馬達損壞是因定子問題所引起42%的馬達損壞是因軸承問題所引起電流磁通分析技術是目前世界上唯一能作線上量測、監控馬達轉子及定子問題，並作有效趨勢分析的一項技術。混合式不對心振幅：軸向(Axial)及徑向(Radial)振動大頻率：1×RPM、2×RPM(或3×RPM、、、等)軸向與徑向一倍頻及二倍頻(或三倍頻)預知保養技術-----振動分析振動分析動不平衡振幅：徑向(Radial)振動大，軸向(Axial)有可能大頻率：1×RPM徑向一倍頻預知保養技術-----振動分析振動分析異常位置異常原因預知保養技術-----紅外線熱影像分析熱紅外線影像分析異常位置配電盤異常原因螺絲鎖接不良預知保養技術-----紅外線熱影像分析熱紅外線影像分析3.7預知保全簡易診斷之作法（1）利用人的方式（2）端子盒的方式·人可接近设备·劣化速度较慢的设备·人无法靠近的设备·劣化速度较慢的设备（3）利用常设监视器的方式·重要的设备·劣化速度快的设备XXXXX端子盒固定XXXXXXXXXXXXXXXXXX机器监视器异常警示铃印表机电脑XXXXX